摘要：长湖水电厂#3机组额定功率50MW，额定电流3234.5A，额定电压10.5kV，额定功率因素0.85（滞后），额定励磁电压285V，额定励磁电流870A，可控硅静止励磁，发电机型号SF50-32\6900。水轮机型号ZZD505A-LH-450，最大水头37.5m，额定水头33.0m，最小水头22.6m。额定转速187.5r\min，飞逸转速290r\min（协联工况）。桨叶叶片数5片，转角-12º-12 º，俯视顺时针方向。导叶关闭时间第一阶段4s，第二阶段11s。桨叶关闭时间27.8s。此文说明了长湖水电厂调速机在机组稳定运行中所起的作用以及机组运行中调速机遇到的常见的一些故障处理方法，为机组稳定运行提出了一些建议以及参考。
关键词：长湖水电厂调速器；运维；故障分析； 试验项目
前言
水轮发电机组是将机械能转化为电能供生产、生活使用。用电设备在运行中需要电网提供稳定电源，对电网供电质量有十分严格的要求。根据国家电力部门规定，电网额定频率为50Hz，允许偏差为±0.2Hz。由于电力用电负荷的不断变化，导致系统频率发生相应变化，严重影响用电质量，甚至导致用电设备的损坏。因此，调速器应不断调节输出功率，维持机组在额定转速的规定范围内运行，从而保证电网输出频率在指定范围内。
1长湖水电厂调速机系统组成
长湖水电厂调速器采用武汉三联公司数字式伺服电机可编程控制水轮机调速器。双机调节模式，具有导叶控制和桨叶控制两部分，二者之间电气协联，原理以及结构类似。其中导叶控制具有紧急停机装置，并设置两段关闭装置。控制系统采用德国西门子S7-300可编程控制器、人机界面、接口电路、导叶机械液压系统等组成。液压系统包括手动操作机构、主配压阀、比例阀、紧急停机电磁阀、两段关闭电磁阀组等组成无名管、静态无油耗的脉宽控制型式。双机智能全容错冗余热备方式。在运行过程中，未参与控制的备用通道退出不影响调速系统的正常工作，且自动无扰切换。具有远方控制和现地控制两种控制功能，与计算机监控系统进行数字信号、模拟信号以及开关量输出、输入信号的通讯和数据转换。供电电源采用交直流双电源互为备用的供电模式。交流电源经过隔离变压器隔离后输入至交流高频开关电源，直流电源输入到直流高频开关电源，两开关电源模块输出电源经二极管并联后，实现了真正的交直流双电源互为备用的冗余结构，保证了调速器供电电源的可靠性。调速器系统的控制以及信号电源采用DC24V供电。
2长湖水电厂调速机运行原理
调速机在停机备用模式下，判断条件为无开机令、无油开关合闸信号、转速小于70%。设置停机联锁保护功能。停机备用模式下，电气输出一个10%-20%的关机信号至机械液压系统，使接力器关腔始终保持压力油，确保机组导叶关闭。
调速器收到计算机监控系统开机令后，将接力器开启到1.5倍空载位置，等待机组转速上升。当机组转速上升到90%以上，调速器自动将开度拉回到指定水头下的额定空载开度。投入PID运算，进入空载工况，自动跟踪电网频率运行。此时调速器控制机组在设定的转速和空载开度下运行。频率设定为45-55Hz，导叶空载开度上限设置为20%
在收到开关合闸信号后，机组进入负载运行模式。导叶控制限制在最大开度并接收计算机监控系统的控制信号。进行机组有功增加、有功减少的闭环调节。调速器内部设置15条水头协联曲线，导叶和桨叶之间存在一定的协联关系，以保证机组在最优工况下运行，防止机组出力不够以及机组在振动区运行的状况。
当收到机组停机令后，机组关闭导叶至空载开度，监控系统根据PLC流程在允许切开机组出口开关后将机组出口开关切开，当调速器收到断路器分闸信号后，完全关闭导叶。
机组紧急停机时，外部系统发出紧急停机令或手动操作紧急停机按钮，紧急停机电磁阀动作，调速器以设置的允许最大速率关闭导叶。在调速机失灵时，计算机监控动作事故配压阀，保证机组可靠停机，并设置机械过速保护装置，机组转速上升至设定值后保证机组可靠停机。在找到事故原因并加以消除以前，事故停机回路和紧急停机回路一直保持在闭锁状态，只有通过现场人员确认后，手动操作复归程序才能复归。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3长湖水电厂调速器常见故障处理办法
空载达不到指定开度：检查机组开限是否设置正确，检查开机过程中是否有机频故障信号发出，检查水位是否与实际一致。
测频故障：检查机组PT残压是否正常，检查调速器开关量模块相对应输入点指示灯是否正常，更换测频模块。
导叶反馈故障：检查导叶拉线位移传感器是否正常运行、检查输入电压是否与接力器位置相对应，检查AD模块。
桨叶协联不正常：检查桨叶传感器是否正常（方法与检查导叶反馈故障类似），检查水头是否与实际一致，检查调速器内部协联曲线是否设置准确，调速器机组出口断路器辅助节点误动作：负荷突降至零，并维持空载开度运行。启动调速器容错功能，对调速器断路器辅助接点采取可靠接触的措施。
功率变送器故障：检查机组功率变送器、必要时更换，检查内部参数是否准确。
交（直）流电源消失指示灯亮：检查并确认交流电源供电是否正常，检查开关电源模块是否正常运行，检查指示灯是否正常，检查空气开关是否正常发开机令后，调速器不能正常开机：检查调速器上选择按钮是否在远方在\自动模式下，检查触摸屏上显示是否在停机等待状态，检查压力油供油阀是否打开，检查紧急停机电磁阀以及事故停机电磁阀是否在退出状态，检查主配压阀是否被卡死。
4长湖水电厂调速器日常维护
电气日常维护包括：经常检查接线端子以及元器件的接插件的接触是否牢固，开度传感器的零点、满度是否正常，检查调速器内部参数设置是否与初始参数相同，检查调速器面板以及开关按钮位置是否正常，检查调速器内部是否整洁、干净，定期对内部、外部进行清扫。
机械日常维护包括：保持油质的清洁、定期检查油样是否正常，是否需要充加油或更换新油，检查滤油器前后压差是否大于0.2MPa，若大于更换备用滤芯并清晰滤油器，检查机械调整零位的螺帽是否松动，机械零点是否漂移，大小修期间校对开关机时间。
5调速器试验项目
调速器试验主要分为四类：出厂试验、电站试验、型式试验和验收试验。出厂试验是出厂时按照合同有关标准进行的试验，目的是检查设备是否符合出厂条件，通过出厂试验后，应提供试验报告和合格证。
调速器试验项目主要有：测速装置检查试验，电-液和电-机转换器试验，电气协联函数发生器的调整试验，操作回路动作试验，电气回路绝缘试验，电气回路工频耐受电压试验，电气装置抗干扰试验，实用开环增益测定及开环增益整定试验，转速信号、开度信号、功率信号、永态转差系数试验，暂态转差系数、缓冲时间常数、比例增益、积分增益、维恩增益试验，综合漂移试验，调速器静态特性及转速死区和接力器摆动值测定试验，导叶间隙同步试验，协联关系及桨叶随动系统不准确度测定试验，接力器关闭和开启时间试验，接力器关闭和开启时间范围测定试验，调速器总油耗量试验，接力器反应时间常数Ty测定试验，接力器不懂时间Tq测定试验，空载试验，突变负荷试验（孤立运行），甩负荷试验，带负荷连续72h运行试验。通过以上试验，调速系统才可进入正常运行。
总结语
为了保证调速器的安全稳定运行，必须加强日常的运维工作，通过分析日常出现的故障情况，从技术上以及预防措施上进行完善，从而采取一定的措施不断保证调速器的稳定运行。
参考文献
[1]程元楚 张江滨 《水轮机自动调节》
[2]中国电力出版社 《水电自动装置检修》
[3]魏守平 《水轮机控制工程》
论文作者:古延涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/3
标签：调速器论文; 机组论文; 桨叶论文; 转速论文; 电厂论文; 信号论文; 湖水论文; 《基层建设》2017年3期论文;